北京市医疗系统污染源对市政污水中汞的贡献研究

　　倡北京市排水集团项目资助　　倡倡通讯作者收稿日期：２００６唱０９唱１１　改回日期：２００６唱１１唱２４北京市医疗系统污染源对市政污水中汞的贡献研究倡兰　儒１　林　海１倡倡柯真山２　菅小东３　李建波２（１畅北京科技大学环境工程系　北京　１０００８３；２畅北京城市排水集团水质检测中心　北京　１０００２２；３畅国家环境保护总局化学品登记中心　北京　１０００１２）摘　要　根据抽样定律确定高碑店污水处理厂流域１１３家医疗机构中的北京医院等２８家医院作为采样点，测定采样点排水中Hg浓度，计算Hg的总排放量，并分析了Hg排放量与医院床位数和门诊量的关系。结果表明，高碑店流域医疗机构Hg排放浓度较高，医院排水中Hg浓度（Y）与医院床位数（X１）和门诊量（X２）的关系式为：Y＝３畅１１X１＋０畅０９８X２＋１６６畅９４。流域内Hg排放总量为９９畅６g／d，根据高碑店污水处理厂的进水Hg浓度及日进水量计算出进水的总Hg量为８２８畅０g／d，故高碑店流域内医疗系统对于高碑店污水处理厂进水Hg的贡献率为１２畅０２％，说明流域内医疗系统对于高碑店污水处理厂进水Hg的贡献并不占主要地位。关键词　北京市　市政污水　汞排放　医疗系统Contributionofeffluentfrommedicalinstitutionstomunicipalwastewatermercury．LANRu１，LINHai１，KEZhen唱Shan２，JIANXiao唱Dong３，LIJian唱Bo２（１．DepartmentofEnvironmentalEngineering，BeijingUniversityofScienceandTechnology，Beijing１０００８３，China；２．WaterQualityAnalysisCenter，BeijingDrainageGroupCo．Ltd．，Bejing１０００２２，China；３．SEPAChemicalRegistrationCenter，Beijing１０００１２，China），CJEA，２００７，１５（６）：１２０～１２２Abstract　Twenty唱eighthospitalswereselectedfromatotalof１１３（usingstandardsamplingprocedures）thatcontributeeffluenttoGaobeidiansewagetreatmentplantinBeijing．Thedensityandtotalamountofmercury（Hg）inthedrainagesystemsofsampledhospitalswereanalyzedforHgsourcesflowingintotheGaobeidiansewagetreatmentplant．MeanwhilereleasedHgamountbyhospital，bednumberandclinicnumberwasanalyzedandcorrelated．TheresultsshowhighHgdensitiesindrainagesystemsfromsampledhospitals．AnempiricalrelationshipexistsbetweenreleasedHgamount（Y）fromhospital，bednumber（X１），andclinicnumber（X２）：Y＝３畅１１X１＋０畅０９８X２＋１６６畅９４．TotalHgamountreleasedfromthehospitalsintotheGaobeidiansewagetreatmentplantareais９９．６g／d，andtotalHgamountthatentersintotheGaobeidiansewagetreatmentplantis８２８畅０g／d．ThustheadditionpercentageofHgenteringintothesewagetreatmentplantfromhospitalsis１２畅０２％，meaningthatthehospitalsarenotmajorHgsourceoftheplant．Keywords　Beijing，Municipalwastewater，Releasedmercury，Hospital（ReceivedSept．１１，２００６；revisedNov．２４，２００６）　　Hg能通过植物食物链或植物唱动物链进入人体，且在一定浓度下使作物减产甚至死亡［１］。Hg污染对农业生态环境将可能造成严重破坏。目前北京市高碑店污水处理厂处理后的部分中水用于农业灌溉，部分回流污泥用于堆肥。因此，了解高碑店污水处理厂中水Hg污染来源，对采取相关措施控制Hg污染非常重要。１９９６年美国密歇根市环境保护部门在４００家医院尤其是牙科诊所收集到６３５畅０４kgHg［２］。英国药物安全机构调查发现，中国传统中药“复方芦荟胶囊”中的Hg含量超过英国标准１１畅７万倍。２００１年我国医药行业废水中Hg污染物的排放量达１畅０８５t。我国昀近颁布的枟地表水和污水监测技术规范（HJ／T９１—２００２）枠在“工业废水监测项目”中将医院中的Hg作为必测项目之一［３］。北京市内各类医疗机构分布密集，为了解其对北京市政污水中Hg的贡献率，本研究对北京市高碑店水处理厂流域内的医疗机构Hg排放状况进行了研究。1　研究区域概况和研究方法研究区域概况。北京城市排水集团高碑店污水处理厂是北京市拟建的１５座城市污水处理厂中规模昀大的，也是目前全国规模昀大的市政污水处理厂之一，承担着北京市中心区及东部工业区总计９６６１hm２流第１５卷第６期中国生态农业学报Vol．１５　No．６２００７年１１月ChineseJournalofEco唱AgricultureNov．，　２００７域范围内的污水收集与治理任务，服务人口２４０万，总处理规模为１００万m３／d，约占北京市目前污水总量的４０％。本研究调查区域高碑店流域涵盖北京市东城区、崇文区、朝阳区全部和西城区及宣武区的大部分，从西直门往南到天坛，以南护城河为界，北至二环边界的北护城河，东至酒仙桥以南，京津塘高速公路以北。流域内包含各类医疗机构近１２０家，涉及从一级到三级、从大型综合医院到小型门诊等各种类型。研究方法。为了解监测项目是否存在日或周的周期性变异，首先进行了试验性调查［４］。从某医院２００４年缴纳的水费数额上推断医院月用水量基本稳定，基本不存在月的周期性变异。在误差允许范围内，假定其Hg的总量也基本不存在月的周期性变异。然后根据电子地图确定调查区域内医疗机构共１１３家（其中三级医院２２家、二级医院３０家、一级医院６１家），并根据抽样定律［５］确定采样点的数量和位置。由于区域内三级医院的规模都比较大，排水量也较大，一般在１０００t／d左右；而小型医院的数量虽占优势，但是用水量很小，一般每天只有几十吨，因此综合考虑各种因素，对区域内医院在高碑店污水处理厂进水中Hg的贡献程度做了简单推算，以确定采样点的数量和比例。确定以三级和二级医院为主要调查对象，一级医院采集数量不少于３家，作为模型建立的依据。其次，通过实地调查，在考虑采样点布局空间变异的基础上，采用ARCEGIS空间定位，昀后选取北京医院等２８家医院作为采样点，分别为宣武中医医院、协和医院东区、同仁医院西区、同仁医院东区、北京中医医院、口腔医院、天坛医院、北京口腔医院正畸中心、普仁医院、南磨房医院、前门医院、北工大医院、垂杨柳医院、广安门医院、高碑店医院、北京医院、东直门医院、军区总医院、北大医院、３０５医院、人民医院、友谊医院东口、公安医院、北京隆福医院、朝阳医院、宣武医院、积水潭医院、中国医学科学院肿瘤医院。　　水样的采集地点设在医院污水站或医院附近的下水井，采用吊瓶方法采集水样。为减少因污水中Hg局部浓度高造成的取样误差，每次取样重复３次，取平均值。每个重复样点采水样量为２５０mL。水样采集后立即测定水样pH，并采用文献［６］的方法进行固定，以减少Hg的挥发。由于加入固定剂而对Hg浓度产生的影响通过数据处理纠正。水样中Hg含量测定采用原子荧光法（AFS唱３１００原子荧光光度计，北京海光仪器公司生产）。测定的数据采用MicrosoftExcel进行统计分析。2　结果与分析2畅1　各取样点水样中的Hg含量从表１可以看出，高碑店流域内医疗系统污水中的Hg排放浓度较高，均在０畅５μg／L以上。另外，中医医院的Hg排放浓度较大，这主要是由中药中重金属含量较高造成的。北京积水潭医院是一所以创伤骨科和烧伤科为重点的综合性三级甲等医院，其污水中Hg浓度也较大，这可能与其特殊的治疗手段以及使用含Hg仪器有关；口腔医院的Hg主要来源于牙齿填料。水样pH值测定结果显示，只有北大第一医院水样的pH值在３以下，其他都为中性。由于酸性环境下Hg等重金属易固定在水中，损失小，所以北大第一医院污水中的Hg含量较高。表1　各采样点水样中的Hg浓度Tab畅１　Mercurydensityofwatersamplesindifferentsamplingsites序号No畅采样点SamplingsiteHg浓度／μg·L－１Hgdensity序号No畅采样点SamplingsiteHg浓度／μg·L－１Hgdensity１宣武中医医院７畅２７１５高碑店医院０畅５３２协和医院东区２畅８１１６北京医院２畅３１３同仁医院西区２畅０６１７东直门医院４畅４０４同仁医院东区０畅９５１８军区总医院３畅７４５北京中医医院３畅９３１９北大医院３畅１４６口腔医院３畅１６２０３０５医院０畅５６７天坛医院５畅０３２１人民医院１畅６３８北京口腔医院正畸中心１畅６５２２友谊医院东口５畅４８９普仁医院６畅３２２３公安医院５畅９８１０南磨房医院０畅９３２４北京隆福医院７畅２７１１前门医院０畅８４２５朝阳医院２畅７４１２北工大医院０畅３５２６宣武医院３畅６４１３垂杨柳医院１畅８９２７积水潭医院７畅５０１４广安门医院２畅５３２８中国医学科学院肿瘤医院２畅５６2畅2　不同医疗机构特征对污水中Hg含量的影响对医疗机构床位数、门诊量、医院等级、特色专科和医疗设备等因素对污水Hg含量的影响进行了分析，由于各医院医疗设备无明显区别，且特色专科的具体门诊量数据无法获得，因此确定根据医院的床位数、门诊量、医院等级进行多元线性关系分析［７］，结果如图１所示。从图１可以看出，医院Hg排放量与床位数和门诊量呈现一定的线性关系，但与医院级别无关，因此排除医院级别因素。由于积水潭医院总Hg量不在趋势线的范围内，所以计算中舍去该值。昀终得出线性回归方程：Y＝３畅１１X１＋０畅０９８X２＋１６６畅９４（１）第６期兰　儒等：北京市医疗系统污染源对市政污水中汞的贡献研究１２１　　式中，Y为排水中Hg浓度（μg／L），X１为床位数（张），X２为门诊量（人／d）。此方程R＝０畅８０，置信度为９５％。因此，该研究所选取样点具有较好的代表性。综合各医疗机构的床位数、门诊量等数据，估算高碑店流域内医疗系统总的Hg排放量为９９畅６g／d。图1　医院床位数（a）、门诊量（b）和医院级别（c）与排水Hg浓度的关系Fig畅１　CorrelationsofHgdensityofhospitalwasterwatertobednumber（a），clinicnumber（b），andgrade（c）ofhospitals图2　高碑店污水处理厂进水Hg浓度变化　Fig畅２　MercurydensityofwastewaterflowingintoGaobeidianSewageTreatmentPlant2畅3　高碑店污水处理厂进水中的Hg浓度　　２００５年开始的现场监测及２００４年和２００３年高碑店污水处理厂的监测数据（图２）显示，高碑店污水处理厂进水Hg浓度的有效数据均在０畅１～４畅０μg／L（剔除异常值），２００６年的监测值普遍略高且基本稳定，表明２００６年高碑店流域Hg排放量较以前稍有